生物技術發酵工程范文

導語：如何才能寫好一篇生物技術發酵工程，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞： 生物技術專業 發酵工程 教學改革 應用型人才

發酵工程是以微生物的特定性狀和功能為基礎，通過現代化工程技術生產產品或直接應用于工業化生產的技術體系[1]。它結合生物學和工程學的特點，涉及微生物學、生物化學、數學、化學工程、機械設備等多門學科。發酵工程具有應用性強和實踐性強的特點，是生物技術在農業、醫藥、化工、食品、環保等領域應用發展的支撐點，是生物技術產業化的關鍵和必由之路。

教育部2010年啟動了“卓越工程師培養計劃”，致力于培養適合經濟和社會發展需要的工程技術人才[2]，以增強學生的實踐能力和創新能力。衡水學院也正致力于向應用型大學轉型，探索對應用型人才的培養。《發酵工程》是我校生物技術專業開設的專業必修課程。做好發酵工程課程的建設與改革，對學生綜合能力的發展、進入相關行業時快速入手等起著重要作用。

本文結合卓越工程師教育培養計劃的背景及應用型人才培養的需要，結合本校的課程設置和教學活動，通過優化課程內容體系、改進教學方法、加強教學與企業互動和優化考核方式等方面進行探索與分析，對發酵工程的教學改革進行思考。

1.教學內容的優化與更新

衡水學院《發酵工程》課程的設置，是在完成基礎課和部分專業課的基礎上進行的。但隨著應用型人才培養方案的提出，理論課時縮減，只有32個學時，因此必須對教學內容進行優化。在此之前，學生已學習了一些本課程的相關知識。根據生物技術專業學生的實際教學情況，對已掌握的不再重復講授，著重復習以突出重點。如在菌種選育一章，由于在微生物學中已詳細講解過各種選育方法，本課程中以問題方式引出，引導學生歸納總結，模糊的地方課下通過網絡平臺復習。對下游提取分離的技術，在生物工業下游技術課程中會詳細介紹，所以授課主要集中于對發酵工程上游技術和中間控制的學習。

課程內容的安排上，我們力將發酵工程研究對象共性的規律提煉出來，在理解發酵機制的基礎上，按照發酵過程的主線編排教學內容，包括：菌種選育培養基滅菌與空氣除菌種子擴培發酵機制發酵過程控制染菌分析及防治發酵經濟學。同時以動力學模型和發酵設備為輔，堅持生物學基礎和工程學基礎并重，要求學生注重理論基礎和實踐操作相結合。這樣安排有利于學生清楚、完整地掌握整個發酵工藝過程和發酵的共性問題，為后續課程和科學研究的順利開展奠定基礎。

同時，衡水學院為學生開設了多門和發酵工程相結合的專業課程和實踐環節，包括發酵工程設備、發酵工程設備實驗、發酵工程大實驗、生物工程下有技術、釀酒概論等，形成了以培養發酵應用型人才為目的的課程群，對發酵工程的原理和技術進行強化。

除了豐富教學內容外，增加新知識、介紹最前沿的科技動態也尤為必要。教師應通過閱覽國內外專業期刊及網站，將國內外最新的科研動態和成果分門別類地穿插在相關章節中進行講解，使學生拓寬視野，增強學生的學習主動性。

經過以上優化調整，使發酵工程的教學體系更加清晰，教學內容環環相扣，學生能夠更好地理論聯系實際對課程進行掌握。

2.教學方法的改進

2.1激發學生的學習興趣

興趣是最好的老師。根據教學總結，學生對發酵工藝在生產實際中的應用了解甚少。因此，結合日常生活中的具體實例在緒論部分介紹現酵工業的發展歷史、產業概況、生產生活中的產品介紹和未來展望等內容，從而激發學生的學習興趣，為以后的教學奠定基礎。

2.2案例教學

發酵工程是一門應用性強的學科，在授課過程中，引入與生產實踐聯系緊密的案例并進行剖析講解不僅能使課堂生動形象，而且能引導學生自主思考，加深學生對理論知識的理解，觸類旁通。如發酵工程課程中的發酵工藝控制這一部分內容，要求學生了解并掌握培養pH對發酵過程的影響。為此，我們從相關文獻報道意選取了一些研究案例，如“pH對林可霉素發酵的影響”，該研究表明不同初始pH會顯著影響林可霉素的產量。通過實例講解，可以讓學生印象深刻并強化對具體知識要點的領會。

2.3引入PBL教學理念

PBL是以問題為基礎，以學生為中心，培養學生自學能力，發展學生綜合思考能力和解決實際問題能力的教學理念。在實踐性強的《發酵工程》課程中引入PBL教學理念，通過提出問題、收集資料、小組討論、總結評價等環節開展發酵工程PBL教學改革以提高教學實效。

按照發酵工藝類型分成多個PBL課程教學模塊，設計基礎性問題，如酒精等發酵機制類型及發酵工藝特點等;再設計開放性問題，如由酒精發酵延伸總結乳酸、甘油等發酵工藝特點。學生自由分組。首先，各小組對基礎性問題查閱文獻，組內討論，再選派代表進行總結匯報。各小組提問，匯報組成員補充說明和回答，最終形成解決方案。教師對課程實施過程中出現的不足問題再給予指導，提出改進意見及下一步要求，幫助學生理清思路和改進方法。

2.4現代化教學手段的利用

為加深學生對發酵工程課程的理解，提高授課效率，充分利用多媒體課件，將難于理解的內容以圖片和視頻等形式向學生展示[3]。例如，針對培養基滅菌的操作流程，采取設備示意圖和動畫相結合的方式，形象展示蒸汽滅菌的過程。針對發酵過程控制環節，利用仿真教學軟件，讓學生形象地認識發酵工程設備，理解發酵過程的調控手段及產品分離過程。

同時，建設發酵工程的網絡教學平臺，以提供多媒體課件、文獻資料和發酵相關企業網址鏈接。學生通過拓展學習，能夠較好地了解國內外發酵領域的發展趨勢。

3.教學與企業參觀互動

衡水學院在開設發酵工程課程時，目標定位在為企業培養發酵工程所需的應用型人才。為了提高學生對發酵技術產業的認識并強化他們的工程化概念，增強學生自主性及生產實踐能力，在學期中學院專門安排學生到衡水當地典型的發酵生產企業，如衡水老白干釀酒集團、衡水九州啤酒廠等進行參觀，了解工廠基本生產過程，熟悉發酵工廠生產的基本知識和必須生產設備。如在啤酒廠的實習過程中，重點讓學生掌握啤酒的生產工藝流程，原料的粉碎、蒸煮糖化及典型的厭氧發酵過程。將書本上的理論知識與生產實踐相結合，讓學生了解生產中常遇到的難以解決的問題，啟發學生的創造性與開拓性，有助于學生創新思維的形成和能力的提高。

參觀后要求每個學生圍繞企業的生產工藝，獨立地完成實習報告，作為實踐成績的考核。該方法不僅使學生帶著任務熟悉發酵工藝流程與生產工藝控制等環節，而且培養學生生產實踐技能和基本工程意識，為今后他們走上工作崗位打下好的工程基礎，達到較好的教學效果。

4.優化考核方式

考試是教師評定學生成績、取得教學反饋信息的主要方法，也是督促學生全面、系統復習的重要手段[4]。從單方面考核，會使學生死讀書，讀死書，達不到舉一反三的效果。我們采用復合考核方式對學生進行評價，建立以基本知識、技能為基礎，以綜合能力為重點，以學習態度為參照的綜合考評體系。將發酵工程理論課程的考核分為3個部分，即平時成績（15%）、實踐考核（15%）和期末考核（70%）。平時成績包括學生課堂表現、出勤情況、作業等;實踐考核包括參觀發酵工廠后撰寫的報告及在實踐活動中的參與度和表現。期末考核為閉卷筆試，由基礎理論題、實際應用題和工藝設計題等組成，重點考查學生對基礎理論和重、難點知識的掌握。

這種多方位的考核突破了傳統的考核方式在考試內容的深度和廣度方面存在的局限性，全面考核了學生對知識的掌握情況。

發酵工程是生物技術專業的一門核心課程，也是一門發展迅速的學科。隨著新型生物反應器的不斷出現，發酵新產品不斷涌出，要求發酵工程專業課教師根據發酵工程產品市場不斷改革和探索，實時更新授課內容，靈活采用各種教學方法和考核方法，加強與企業的聯系，并強調工程觀念和實驗技能的培養。這樣才能真正提高學生綜合素質，為社會培養復合應用型人才。

參考文獻：

[1]楊梅，李力群，謝瑩，等.發酵工程課程建設的實踐與探索[J].吉林化工學院學報，2011，28（2）：46-48.

[2]潘艷平，包秋燕，江吉彬.基于卓越工程師培養的本科實踐教學體系改革[J].實驗室科學，2011，14（6）：213-220.

[3]趙晶，樸永哲，權春善，等.基于應用型人才培養的發酵工程教學改革的探索與思考[J].輕工科技，2014，3：153-154.

篇2

關鍵詞： 發酵工程 實踐教學 開放實驗室

生物技術產業是當今世界經濟中極富活力的先導性、戰略性產業，迅猛快速發展的生物工業領域給高等院校提出了與之同步的各項新的指導性技術要求。生物技術專業是醫學院校為適應我國中長期發展戰略及整個生命科學領域發展要求而設立的新興專業。發酵工程課程是生物技術專業最重要的專業核心課程之一，根據醫學院校生物技術專業的特點，如何使發酵工程的教學既適應時展的需要，又滿足培養合格從事醫學發酵工程研究及生產的技術人才的要求，是專業教師必須思考的問題。其教學方法與模式直接關系生物技術專業的人才培養質量。

一、結合學校和專業特點，安排教學內容

醫學院校的生物技術專業與一般生物學專業不同，是醫學和生物學相結合的新型專業。作為醫學院校生物技術專業的專業課程，發酵工程教學應該結合自身實際情況，在符合總體框架的前提下，不僅從生物學角度，更從醫藥學角度展開。本校在本科三年級學習本門課程，要求學生具備一定的生物學基礎，尤其是生物化學、分子生物學、細胞生物學和微生物學等相關專業基礎課的學習。從開設發酵工程課程之日起，授課教師就非常注重追蹤學科發展的最新趨勢和研究手段，注意結合相關生物化學及微生物學的知識及醫學院校學生培養特點，培養學生獨立思考和科研創新能力，力爭形成符合我校醫學背景下具有較強辦學特色的發酵工程課程教學體系，并不斷發展使之完善。我們對課程內容進行分類和歸納，并選擇有代表性的內容進行講解。結合我校生物技術專業的醫學背景及專業特色，適當增加醫藥相關內容的講授學時，如重點講解抗生素、氨基酸、核酸類藥物的生產工藝過程。并以組成課外科研活動小組等形式，帶學生去相關醫藥企業參觀實習，使學生全面系統地掌握發酵工程領域的新技術、新方法和新思維，這會讓他們受益匪淺。

二、充分認識實踐教學的地位和作用

知識經濟時代，社會要求高校提高教學質量，強化教學效果，用人單位需要高校培養更多高素質、復合型、創新型人才，而教學質量的提高、教學效果的增強和高素質人才的培養不是只靠理論教學就可以達到的，它們同樣離不開與理論教學同等重要的實踐教學。因此，在教學過程中，要加強理論教學與實踐教學的有機聯系，把二者放在同等重要的地位。如在發酵產品的生產原理一章，在教學過程中讓學生動手參與酸奶、抗生素等發酵產品的制作，加深學生對發酵機理的認識和了解。加強實踐教學會強化專業氛圍，激發學習興趣，從根本上理順理論與實踐的關系；實踐教學的加強，可進一步發掘與豐富理論教學內容，做到學以致用、學以會用。

三、改革實踐教學內容和方法

實驗教學方法改革是實踐教學改革的一個重要組成部分。要改革傳統實驗課教學中“實驗員準備實驗―教師講解―學生照做”的單一模式，盡量多給學生留下思考的時間和創新的機會。改變“重理論、輕實踐”的傳統觀念，加大發酵工程課程實踐教學學時比例，降低單純驗證性實驗比例，增加綜合性、設計性實驗的比重，增加與醫藥相關實驗的比重。

如在酸奶制作實驗中，實驗老師不給學生準備實驗用的各種器材，而是提前一周把實驗內容及相關材料告訴學生，讓學生自己選擇發酵所需的菌種及原材料。上課時學生可以自由組合成實驗小組，制訂實驗方案，在指導教師的幫助下一起完成本次實驗的操作。通過一次簡單的實驗課，既鞏固微生物學的理論知識和實踐操作，又使學生掌握發酵工程菌種分離、培養的基本原理和操作方法，大大提高學生的科研能力和水平。

四、設立開放實驗室

設立開放實驗室，鼓勵學生參加課外科技活動，在學生掌握了一定基本實驗方法、技能和實驗理論的基礎上，充分利用實驗室資源，設立開放實驗室。通過一些設計性實驗的設立，鼓勵學生獨立完成實驗方案的設計，經指導教師審核后再實驗。學生通過設計性、綜合性實驗訓練，熟練掌握各項實驗技術與方法，不斷提高實驗技術水平、獨立分析問題和解決問題的能力。學生可以自行擬定科技活動課題，開展小制作、小發明、小創造、小論文等科技活動和各類實驗競賽活動，根據課題研究方向，聯系相關實驗室和指導教師，開展實驗工作。學生科技活動型實驗室開放為基礎好、能力強的優秀學生提供了實踐鍛煉和提高的機會，提高了學生的科研能力。創造條件開放實驗室，給學生創造更寬松的學習環境，讓學生主動駕馭整個實驗過程，充分發揮自覺性、獨立性、積極性、主動性和創造性，實現分層次、多元化教學。

培養學生的實踐能力，是教育的要求，也是時代的要求。從培養學生動手能力、思維能力、綜合能力和創新能力出發，積極創造條件，進行發酵工程實踐教學的一系列改革，從而提高學生的素養。

參考文獻：

篇3

關鍵詞：發酵工程 教學 改革與實踐

“發酵工程”是“輕工技術與工程”一級學科下的二級學科，在很多輕工類、生物工程類、農業類院校甚至綜合性院校中設立。作為學科平臺課和專業核心課，《發酵工程》是發酵工程、生物工程、微生物學、生物制藥、生物化工等多專業的必修課，具有重要的地位。江南大學的發酵工程學科是國家重點學科，具有國家級精品課程《發酵工程》。本課程在江南大學一線老師一代又一代的努力下，從教學內容、教學方法、實踐教學等不同方面作了大量的改革與探索，取得了非常突出的成績，積累了豐富經驗。下面就談一談這方面的情況。[1]

一、精選教學內容

目前國內同行應用較多的是2006年李艷主編的《發酵工程原理與技術》和2003年姚汝華主編的《微生物工程工藝原理》，這些教材面世時間較長，未能吸收發酵工程領域的最近前沿進展。針對這一情況，江南大學組織專家學者陸續編寫了普通高等教育“十一五”國家級規劃教材《發酵工程》（徐巖編，2011年出版），“十二五”國家級規劃教材《發酵工程原理與技術》（陳堅、堵國成主編，2012年出版）和案例版生物工程系列規劃教材《發酵工程》（許贛榮、胡鵬剛主編，2013年出版）。這些教材結合了發酵工程學科的最新研究進展，輔以大量生動案例、圖文并茂，能夠深入淺出的講解發酵工程的原理和技術應用。江南大學在生物技術、生物工程、釀酒工程等多個本科專業中開設了《發酵工程》的課程，教務部門要求各一線教師選用最新的精品教材。因此，上述教材的出版為本校教師在教學上提供了關鍵的藍本。[2]

《發酵工程》課程內容涉及到微生物的生理活動等知識，以及對微生物進行的理性和非理性改造等理論，同時牽涉到到化工分離單元操作等理論，這些理論在本課程講授過程中不會非常詳細的展開，因此需要學生具備微生物學、生物化學、分子生物學的基本理論知識。因此本校在課程日程上將《發酵工程》安排在上述課程之后，將不同課程相關知識點進行關聯，并突出本課程的重點，增強了知識的延續性和交叉性，保證了學生學習效果。

在教學大綱制定上，以發酵過程的微生物學原理為主線，以發酵過程操作為順序，制定教學計劃和進度。在章節安排上，按照這樣的順序進行講解：發酵過程的生物學和生物化學基礎，原料預處理及無菌培養基制備，無菌空氣制備，發酵過程控制和優化（包括發酵參數的影響和監測、發酵動力學和把發酵過程建模和優化、分階段優化等控制技術）以及染菌防治，下游分離提取工藝，同時將固定化細胞發酵、基因工程菌發酵、固態發酵、動植物細胞培養和發酵經濟學放在課程最后作為單獨專題講解。這樣的講解程序既講清了發酵過程的原理和技術，又在順序上與發酵過程操作程序很匹配，邏輯性很強;同時增加的專題是對前述發酵過程原理和技術的強化，又能引入生動的案例分析，趣味性較強。

二、優化教學方法和教學手段

隨著計算機技術的發展，利用多媒體技術與網絡教學資源進行課堂教學成為主流教學形式。首先在教學材料上，盡量減少文字，多采用圖示、照片、音頻和視頻的素材，使教學ppt圖文并茂、有聲有色。與傳統板書相比，一方面多媒體教學能減少寫字、畫圖的時間從而提高效率，增加教學內容，特別是對發酵工程這樣一門分量較重知識點較多的課程顯得尤為重要;另一方面，發酵工程上的很多知識點如發酵設備無法通過文字和語言表達講解清楚，因此照片甚至視頻的出現就能很好解決這個問題;另外，通過不同感官刺激能顯著增加學生的學習興趣和學習效果。

在教學形式上，除了教師講解以外，還應該增強學生自主學習。根據教學進度定期安排學生進行seminar。形式如下：將班級成員分成多個小組，每個小組由四五人組成，設立組長一名。每個小組根據課堂教師講解的知識點自由選擇案例準備材料，由組長安排分工合作，并上臺講解展示，在此過程中其他組別對其進行提問打分。通過這樣一種形式，能夠增強學生自主學習能力，學生為了準備材料會查閱很多資料，是對知識點的再次復習過程，同時也是理論結合實際，增強了學習效果。[3]

三、強化實踐教學

實踐教學是運用所學理論知識到實踐過程的一種教學方式，是一種比較直觀的教學形式，能強化理論教學效果，對培養學生的創新精神與實踐能力有著特殊作用，因此要將實踐教學和理論教學結合起來。一是在進行理論教學的同時進行現場參觀并講解等教學形式。江南大學擁有糧食發酵與工藝國家工程實驗室、食品科學與技術國家重點實驗室等平臺，不僅具有發酵領域的各種先進設備和儀器，同時還擁有發酵過程中試車間。在學習理論知識的同時，現場參觀、講解這些設備的操作和實用，能顯著增強學生學習效果。二是將實驗環節和理論教學環節結合起來。通過精心設計實驗內容，將經典的發酵案例和理論教學結合起來，使學生在實驗過程中能明白發酵過程的生物學原理，并能熟練掌握發酵操作過程的關鍵技術。三是實習環節。江南大學和國內外眾多發酵型企業保持良好合作關系，如茅臺、五糧液、青島啤酒、中糧等企業，可以安排學生利用暑期實踐去工廠進行兩個月的實訓，熟悉發酵操作過程，鞏固了課堂所學的理論知識。[4]

參考文獻：

[1]徐巖.發酵工程[M].北京：高等教育出版社，2011

[2]陳堅，堵國成.發酵工程[M].北京：化學工業出版社，2012

篇4

礦物加工工程學科隸屬于礦業工程一級學科，河南理工大學礦物加工工程專業的人才培養包括煤、金屬礦和非金屬礦的選礦及深加工等方向[1]。生物技術在礦物加工工程中應用是礦物加工工程專業的主要選修課程。該課程的開設可以拓寬礦物加工工程專業學生的知識面，提高學生的就業面和增加考研高校的選擇，促使學生了解礦物加工工程的國際前沿現狀，具有重要的意義。

1 生物技術在礦物加工工程中應用的課程意義

1.1 生物技術在礦物加工工程中應用的課程簡介

煤炭是我國的主要能源，大規模開發利用和高硫含量也帶來了嚴重的環境問題。金屬、非金屬等礦產資源的日益匱乏，低品位礦產資源的開采加工利用對環境造成了巨大的破壞。因此，生物技術作為一種環保型生產工藝得到了國內外企業、高校和學者們的廣泛關注。對于特貧、特細、特雜的礦石或尾礦，向物理選礦提出嚴峻的挑戰，化學浸出和生物技術顯得越來越重要。

該課程主要講述生物技術在礦物加工中的應用現狀、原理、工藝及應用現狀等內容，難點是微生物選礦工藝的選取、影響因素和作用原理的分析。通過本課程的教學，可以讓學生掌握目前國內外先進的選礦技術、生物選礦原理及相應的選礦設備、典型的生物選礦工藝流程及應用實例，為拓寬學生專業知識、培養其國際視野和跨文化的交流、競爭與合作能力奠定基礎。

1.2 開設生物技術在礦物加工工程中應用的課程意義

生物技術在礦物加工中的應用是化學選礦的拓展，與金屬礦和煤的物理選礦緊密結合。學生通過學習選礦學后，對煤和金屬礦的物理選礦有一定的基礎。對于稀貴金屬如金、鈾、鑭等，其經過常規選礦后，尾礦中依然含有部分貴金屬；此外煤經過洗選以后，通常灰分得到了有效降低，但其中的硫較難脫除，這是大氣污染的根源。生物技術主要是利用含有氧化鐵硫桿菌浸出廢石中金、銅、鈾等有價元素；利用氧化鐵硫桿菌有效脫除煤中的硫，降低環境污染。微生物藥劑對人體無害，又可被生物降解，無二次污染，能耗少，因而具有廣闊的發展前途[2]。礦物加工工程專業人才培養過程中，該課程是選礦學的延續，可以拓寬學生的專業知識面，開設生物技術在礦物加工中的應用課程具有重大意義。

2 生物技術在礦物加工工程中應用的課程教學方法

高等學校工科院系是培養工程師的搖籃，要求學生具有扎實的基礎理論和解決實際工程問題的能力。經過幾年的摸索，在教學過程中，作者主要采用以下三種教學方法相結合，取得了良好的教學效果。

2.1 理論教學

理論教學是本科生思維能力培養的重點，也是教師教學和學生學習的難點。該課程的基礎理論涉及微生物學的部分，如果教師只是按照課本內容講授，學生將不能完全理解和掌握此部分基礎理論，因此，教師改變教學思路和教學方法是必需的。生物技術在礦物加工工程中應用的課程難點和重點包括微生物基礎理論、生物浸出機理和各種礦石貴金屬提取與煤炭微生物脫硫。在講授這些機理過程中，加入相關視頻和模型的講解，使得學生更加充分的掌握該工藝過程和理解相關理論的精髓。

2.2 試驗分析

學習該課程的細菌培養和馴化時，同步帶領學生參觀實驗室和現場講解。對氧化鐵硫桿菌的采集、分離與培養進行了重要講授和分析，有利于學生更好的掌握微生物的生長繁殖和馴化機理。帶領學生取含有細菌的酸性坑水，將細口瓶、洗凈并配好膠塞，用牛皮紙包扎好瓶口，置于烘箱滅菌，冷卻后可作為細菌取樣瓶。學生在實驗室將配好的培養基用蒸汽滅菌，在無菌操作下分裝于數個已洗凈并滅菌的三角瓶中。將培養基和水樣加到三角瓶中靜置培養。細菌生長繁殖使三角瓶中培養基的顏色由淺綠變為紅棕色，最后在瓶底出現高鐵沉淀。選擇變化最快，顏色最深的三角瓶，在瓶中取1 mL培養液，接種到裝有新培養基的三角瓶中，同樣培養。培養液將比頭一次更快的變紅棕色。按同樣辦法反復轉移培養10次以上。學生在學習基礎理論之后，再到實驗室進行相關的操作，有利于學生加深對微生物的基礎理論的理解和掌握

2.3 實踐講解

在講授該課程時，筆者通過介紹湖南省常寧縣柏坊銅鈾礦和廣西平南縣六嶺金礦等國內大型稀貴金屬提取工藝的現狀、特色以及存在的問題，使得學生更好的理解和掌握生物技術在礦物加工工程中的應用。比如：作者舉例柏坊銅鈾礦的微生物浸出工藝，經過視頻和照片等渠道介紹了該工藝的處理原料特點，其為選別尾礦、冶煉爐渣和井下大量貧礦；菌種取自安徽省銅官山銅礦的醉性礦坑水中，為氧化亞鐵硫桿菌；待浸出過程穩定以后，則用置換沉淀銅以后的母液經細菌氧化再生，然后送回滲濾浸出池；銅和鈾采用離子交換法分離，回收鈾以后的尾液再用廢鐵置換法回收銅。教學過程中，學生的學習興趣濃厚，踴躍發言，甚至積極聯系生產單位咨詢生產現狀，并考慮去該工作單位實習就業。

篇5

關鍵詞：中藥生物技術；教學方法

中圖分類號：G642.4　文獻標識碼：A　文章編號：1672-979X(2011)09-0366-02

中藥是我國傳統醫藥的重要組成部分，在我國應用已有幾千年的歷史，是中國人民長期同疾病作斗爭的經驗總結，對中華民族的繁榮強盛做出了巨大的貢獻。中藥現代化是將傳統中醫藥的優勢特色與現代化科技相結合，適應當代社會發展需要的過程。在中藥現代化進程中，生物技術正日益滲透到中藥現代研究與生產的各領域。

進入21世紀以來，生物技術逐漸成為時代的主題，也成為各國爭相發展的高新技術產業之一。隨著生物技術相關產業的迅速發展，社會對生物技術類人才的需求也日益迫切。中藥生物技術是利用現代生物技術的研究方法和手段，以解決中藥生產和發展中某種具體問題為目的的學科，是生物技術與中藥研究和生產密切結合的產物。由于其大量應用現代生物學的理論并綜合利用了如生物化學、細胞和分子生物學、基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程、化學工程等現代科學的研究方法和手段，被列入了高新技術的范疇。

遵循國家中藥現代化的發展戰略，暨南大學在中藥學專業(本科)開設了《中藥生物技術》課程，以介紹生物技術在中藥研究與開發中的應用為宗旨。《中藥生物技術》作為中藥學專業學生的專業必修課，其特點是理論性和實踐性較強。鑒于目前國內高校開設過此課程的較少，現將暨南大學《中藥生物技術》課程組近年的教學實踐作一報告。主要報告課程的設置目的、教學內容、教學模式等，以冀與同行專家學者討論和磋商，進一步推動該課程體系的不斷完善和發展。

1　選擇合適的教材

利用生物技術實現中藥現代化是目前研究的熱點領域之一，相關的技術以及研究報告較多。但由于本課程為新興領域和交叉學科，故相關的教學書籍較少。與《中藥生物技術》課程直接相關的教材主要有：中國醫藥科技出版社出版的《中藥生物技術》和《現代生物技術方法在中藥現代化中的應用》；以及相關書籍，如華中師范大學出版社的《發酵工程》，中國農業大學出版社的《植物組織培養教程(第二版)》，化學工業出版社的《天然藥物的生物轉化》，暨南大學出版社的《天然藥物化學成分生物合成概論》等。《中藥生物技術》和《現代生物技術方法在中藥現代化中的應用》兩本教材較系統地介紹了生物技術在中藥生產和研究中的應用，我們以此為主要參考書；其它幾本參考書在發酵工程、植物組織培養以及生物轉化等方面進行了深入探討，具有較大的參考價值。通過考察近年的教學效果，認為選擇上述教材和參考書是較為適宜的。

2　改革教學內容

現代生物技術包括發酵工程、酶工程、細胞工程、蛋白質工程和基因工程。目前在中藥研究與生產方面應用較多的包括基因工程技術、發酵技術、植物細胞工程技術、生物轉化技術和酶工程技術等。這些內容成為我們授課的重點，同時設計了相應的實驗教學內容。

3　采用多媒體課件教學

多媒體教學是一種新的輔助教學方式，在很大程度上彌補了傳統教學直觀性和動感性等的不足，將學生帶入一個形象、生動、具體的環境，使概念實體化；同時，采用多媒體課件增加了教學信息量，進一步完善和開發多媒體教學課件對于激發學生的學習興趣，提高教學質量有著非常重要的意義。如，在“發酵技術在中藥生產中的應用”一章中，教師先講授發酵技術在中藥生產中的應用，每種應用的具體實施，包括所用到的原理、材料、設備等。然后，讓學生觀看相關的視頻，如人工蛹蟲草的發酵生產等。這既使講授的內容形象化、客觀化，又提高了學生的學習興趣。因此，在開發數字化教學平臺的基礎上，由教師開發了許多有關中藥生物技術原理及實驗的演示課件，對幫助學生形象地理解相關的教學內容，提高教學質量起到了積極的作用。

4　采用啟發式教學法

教師在講授課程中，如一直以教師為主導，學生很易分散注意力，甚至影響學習的興趣。為了發揮學生的主體作用，充分調動學習的積極性和創造性，教師運用了“問答”模式的啟發式教學方法。理論聯系實際，提問與教學相關的問題以激發學生的學習積極性，培養其分析問題和解決問題的能力。如在講述“植物基因工程”一章前教師提出以下問題：中藥材中的活性成分含量往往都很低，如抗癌藥物紫杉醇，其含量在原植物中只有萬分之幾至十萬分之幾[2-31，其供應遠不能滿足實際需求，如何提高其產量?可先讓學生討論，然后讓學生帶著問題聽課。再如，在講述“植物微繁殖與脫毒技術”一章前提出以下問題：很多中藥材，特別是無性繁殖藥材，都易受到一種或多種以上病原菌的周身感染。有病毒會減少作物的產量和品質，目前尚無藥物可以治愈受病毒侵染的植物，如何脫毒?諸如此類的問題均與學習息息相關，可吸引學生的注意力，保持學習興趣。

5　增設實驗教學環節

《中藥生物技術》是一門實踐性較強的理論課，我們增設了相關的實驗教學環節。由于實驗教學學時有限，在實驗內容選擇上應既突出專業特色，又注重與課程內容的有機銜接。為此，我們精心設計了4項大型實驗，“煙草愈傷組織的誘導、懸浮培養”、“長春花細胞生物反應器生產長春堿”、“何首烏試管苗、毛狀根的繼代培養”以及“何首烏毛狀根生物轉化外源化合物”。實驗前教師先用多媒體課件做充分的分析，研究實驗對象，準確描述實驗原理、操作關鍵點等。通過多媒體課件的錄像讓學生得到更多的信息。錄像比語言直觀、形象，比圖形真實，所包容的信息量大；實況視頻又比動畫包含更多的信息，取得了很好教學效果，加大了教學信息密度。如在“煙草愈傷組織的誘導、懸浮培養”實驗中，煙草葉片消毒時間的把握，葉片愈傷面的創造，葉片切片的大小，葉片轉移到培養基中的一系列無菌操作等較難把握，易致染菌率高，愈傷率低。針對這些情況，錄制了此實驗的教學多媒體視頻課件，制作了分段視頻并保存在硬盤或光盤中，作為原始素材。

6　小結

以上幾點，是筆者從事《中藥生物技術》這門課程教學的體會和總結，并借鑒了其他長期從事中藥學專業課程教學同行的建議。教與學是互動發展的環節，只有教師長期探索新方法，才能不斷提高學生學習知識的能力和興趣，充分發揮學生學習的主動性、自覺性、探索性，才能更好的做到中藥現代化、國際化，才能培養出新一代優秀的中藥學高級專門人才。

參考文獻

[1]余伯陽.中藥生物技術[M].北京：中國醫藥科技出版社，2005：1-11.

篇6

1食品工業中的常見生物技術

1.1基因工程

基因工程是基于分子遺傳學的理論建立的,又叫做DNA重組技術。對于來源不同的基因,基因工程根據預先設計的藍圖,借助于分子及微生物學,按照現代化的方式,實現雜種DNA分子的體外構建,通過活細胞的有效導入,完成生物遺傳特性的全新轉變,從而達到獲得新品種的目的。在現代生物技術發展中,基因工程是關鍵組成,食品的包裝、保藏等多個環節,都可以將該技術應用其中,實現包裝材料的改變,達到降低食品生產成本的目的。同時,將基因工程應用于食品貯藏中,既是一種貯運方式的創新,也能獲得食物貯藏期的有效延長。以延熟番茄為例,該種食物的生產就應用到了轉基因技術,以調控乙烯合成途徑這一辦法來使乙烯的合成得到有效抑制,達到番茄延遲成熟、貯藏期延長的效果。

1.2細胞工程

細胞工程中涉及多項生物學理論,既包括現代細胞生物學,也包括發育、遺傳學,更對分子生物學方法進行了運用。作為一種生物工程技術,細胞工程基于人們的需求,按照預先的設計,實施細胞層次的遺傳操作,對細胞內含物進行重組,對細胞結構進行重組,從而實現生物功能以及生物結構的科學轉變。通俗來講,細胞工程主要是完成新物種的快速繁殖,在實現這一目標的過程中,有效應用了組織培養、細胞培養等生物學辦法,引入了基因移植技術、核質移植技術等多項技術。作為一種科學研究辦法,生物工程的多個領域都可以看到細胞工程的滲入。在食品工業發展中,細胞工程更是得到了廣泛的科學利用。

1.3酶工程

在生物技術中,酶工程也是不可缺少的一種技術,主要實現的是物質轉化。就酶本身而言,是具有一定催化作用的,在生物反應器內,利用酶的這一作用,就可以實現物質的轉化。

1.4發酵工程

在生物技術組成中,發酵工程同樣是不可缺少的。在發酵工程中,借助現代工程技術辦法,通過對微生物特定功能的科學利用,實現對某一生產環節的有效控制,或是就此產生一種新的需求物質。

2生物技術在食品工業中的應用分析

2.1肉類食品中的生物技術

在肉類食品生產中,通過生物技術的科學應用,既可以施行對肉類食物資源的有效改造,又能夠實現對肉類傳統加工工藝的創新,從而使肉制品功能得到進一步增加、肉類加工深度得到更大提升,推動肉類生產的產業化發展。

2.2果蔬保鮮中的生物技術

現階段,在果蔬保鮮技術中應用較為廣泛的就是化學殺菌劑以及冷藏的處理方式了,然而,這樣做也存在著很大的弊端。一方面,使用化學殺菌劑,果蔬中的殘留會對食用者的健康造成一定威脅;另一方面,化學殺菌劑的長期使用,植物病原菌也會出現抗藥性。鑒于此,需要用另一種果蔬保鮮處理方式來取代現在應用較為廣泛的化學殺菌劑,而且,新的果蔬保鮮處理還最好是對人體健康沒有毒害威脅的,同時又具有高效防腐效用的,生物保鮮技術就能夠很好的滿足這一要求,國內外都加強了對這一保鮮技術的研究。據相關研究顯示,茄子保鮮中應用木霉發酵液能達到極好的保鮮效果。實驗發現,在20℃至25℃的貯藏溫度范圍內,茄子果實如果被木霉發酵液處理,可以保鮮貯藏長達20天。

2.3飲品中的生物技術

在飲品生產中應用生物技術,不僅可以使飲品的風味得到有效改變,也會使飲品品質發生變化,對于產品質量的提升發揮著良好的效果。因此,在飲品產業發展中,生物技術的應用是非常廣的。據相關研究發現,在南瓜汁乳酸發酵飲料生產中,以5%的乳酸菌接種量1:1.75的南瓜漿和水配比,分別向里添加7%以及0.05%的蔗糖、蛋白糖,給以40℃以及8小時的發酵條件,由此得到的飲品,不僅可以保持穩定的外觀,還有著酸甜適中的獨特口感,深受大眾歡迎。

2.4食品添加劑中的生物技術

當前,科技術發展日新月異,在食品添加劑生產中,生物技術發揮著無可替代的作用,成為新型生產技術。在各種食品添加劑生產中,如何更好利用生物技術,成為國際研究熱點。國內這方面的研究,也取得了一定成績。比如在牛奶生產中,尤其是在雙乙酸奶味香精生產中,可利用雙乙酸乳酸乳桿菌進行發酵。向發酵液中,添加一定量的CuS04,可增加雙乙酸活性,而添加一定量的0.1%檸檬酸鈉,可抑制雙乙酸還原酶。因此,制備的奶味香料,具有雙乙酸的純正奶油香味。

2.5食品包裝中的生物技術

現階段,在食品工業發展中,食品包裝也更多的應用到了生物技術。而且,在包裝食品毒理檢測以及食品的防腐方面,生物技術應用也取得了效果。食品檢測中的生物技術評價食品品質、開展食品質量監督、實施食品生產監控、加強食品研究等,在食品檢驗的多個環節,生物技術檢測都得到了較好的應用。尤其是在食品衛生檢測環節,生物技術的應用為提升食品質量做出了重要貢獻。比如,對于蔬菜食品,可以通過免疫分析、活體生物分析等生物技術辦法來檢測藥物殘留。同時,在藥物殘留檢測環節,利用生物芯片技術也能獲得準確的結論。再如,對于食品中是否含有病毒污染的檢測,通過核酸聚合酶連鎖反應這一生物技術,可以在短時間內擴增DNA和RN斷,從而獲得需要的檢測數量。除此之外,將基因工程應用于食品檢測,通過DNA指紋技術,食品原料是否摻假就可以準確的鑒定出來。而且,通過DNA指紋技術,也能判斷出牛奶飲品中是否含有微量毒素。

3生物技術應用于食品工業的前景展望

在高新技術中,生物技術雖然興起沒有多長時間,但卻在社會生產發展的多個領域得到了越來越廣泛的應用。對于全球性重點關注的問題,如能源問題、污染問題、糧食問題等,都可以通過生物技術的應用得到科學的解決。可以說,生物技術出現而帶來的種種經濟、社會效益是無法預估的。而隨著生物技術的繼續發展,將其運用于食品工業,也必然會出現更加廣闊的發展空間。

4結語

篇7

關鍵詞 現代生物技術；農業領域；應用；發展趨勢

中圖分類號 S144 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2012）19-0307-01

隨著農業革命、手工業革命、工業革命、商品國際化革命、信息產業化革命的推進，許多科學家們預言21世紀必將產生一次生物技術革命，而這一革命的主戰場就是農業。現代生物技術可有效提高農作物產量、改善農作物的營養品質。因此，現代生物技術必然會成為未來農業發展的重要趨勢。

1 現代生物技術在農業領域的應用

1.1 基因工程在農業領域的應用

基因工程即利用分子生物學和微生物學技術，設計好不同來源的基因順序，在體外成功構建雜交DNA分子后導入受體細胞，使受體細胞表現出人們需要的表現型，產生出人們需要的物質。在農業領域應用基因工程技術，獲得的農作物優質、高產、抗性強，還可獲得畜、禽新品種及具有特殊作用的動、植物。例如，經過7年的努力攻關，2011年勝利突破了大面積示范（即6.67 hm2示范）平均產量為13 500 kg/hm2的超級雜交稻第3期目標，達到了13 899 kg/hm2 [1]；運用轉基因技術將相應的基因導入油菜中有望培育出轉基因抗病油菜新品種[2]；運用基因工程技術可將抗除草劑基因導入農作物中，使農作物能夠不受除草劑的影響，目前已生產出多種抗除草劑作物品種，應用廣泛[3]。

1.2 細胞工程在農業領域的應用

細胞工程是指在體外培養細胞，以改變細胞某些生物學特性為目的將不同作物或動物進行細胞雜交，使植物或動物個體繁殖速度加快，以獲得優良品種或新品種及某些具有特殊作用的物質的一門技術[4]。細胞工程技術在植物快速繁殖、植物新品種選育等方面發揮著重要作用。目前植物體細胞雜交應用較多，如可以將馬鈴薯細胞和番茄細胞進行雜交，可獲得上結番茄下結馬鈴薯的“番茄馬鈴薯”；將豆科植物與向日葵進行細胞雜交，可培育出具有高營養價值的“向日豆”[5]。

1.3 發酵工程在農業領域的應用

發酵工程即利用微生物具有的特殊作用生產出對人類生產有用的產品，或直接將微生物應用到工業生產過程的一門新的技術。發酵工程主要可應用在農業領域的2個方面，一是生產傳統的發酵產品，如果酒、茯磚茶、食醋等；二是生產一些食品添加劑。如茯磚茶的制作過程中就運用到了發酵工程技術，通過調控渥堆時間、使用接種劑、發酵劑等方法可以改進茯磚茶的加工工藝，進而可生產出“金花”飽滿、品質優良的茯磚茶。

1.4 酶工程在農業領域的應用

酶工程，簡單來說就是利用酶的生物催化功能，借助工程手段將相應的原料轉化成有用物質。酶工程可應用在農業領域中的制酒、制醬等方面。例如，隨著我國糧食的不斷增產，一些地區出現了粗糧過剩的問題，需要解決粗糧的淀粉利用。解決辦法之一是生產葡萄糖，但由于葡萄糖甜度不大，難以在市場上應用。最有效的辦法還是運用酶工程技術的手段，將葡萄糖轉變為甜度大的果糖，果糖不僅比葡萄糖甜度大，其比蔗糖的甜度還高50%以上。

2 微生物肥料在農業領域的應用

2.1 微生物肥料的特點

微生物肥料是含有活的微生物的特殊的肥料，在農業生產中應用該種肥料可獲得特定的肥料效應[6]。生物肥料的定義分為2個方面，從狹義上講，生物肥料就是指微生物肥料，是由具有特殊作用的大量有益微生物發酵產生的，活性高。施入該種肥料能夠產生活性物質，能夠增加作物的固氮作用，改善土壤的理化性質，使作物的生長環境變得更好，使作物生長更優、產量更高。從廣義上講，生物肥料泛指各種具有特定肥效的生物制劑，包括特定的活的生物體、生物體的代謝物或基質的轉化物等，此種生物體不限定，既可以是微生物，也可以是動、植物組織和細胞[7-8]。

2.2 生物肥料的應用優勢

微生物肥料具有其他化肥和農藥沒有的優勢，可有效改善土壤的理化性質，提高土壤肥力。目前微生物肥料已應用在綠色有機食品生產、農業生態環境保護以及高產、優質、高效農業的持續發展中，并發揮著極其重要的作用[9-10]。微生物肥料本身無毒害作用，對環境幾乎無污染；同時，施用量一般不大，在其生產過程中所消耗的能量也很少，因而可節約農民的施肥成本。此外，微生物肥料還可改善土壤的理化性質，減少土壤營養流失和富營養化的產生，實現土壤的可持續化利用。

2.3 微生物肥料的應用前景

目前，微生物肥料在農業領域方面的應用已越來越廣泛，也得到了農民以及社會的逐步認可。國內外都在積極發展綠色農業和綠色食品，微生物肥料作為一種保護生態環境、維護人類健康的理想肥料在農業生產中的應用必將越來越廣泛、越來越重要。但是如何合理的使其替代化肥并更

穩定地發揮其生態作用是未來研究的方向[11-12]。

3 參考文獻

[1] 袁隆平.發展雜交水稻，造福世界人民[J].科技導報，2012，30（1）：3.

[2] 張建忠，邵興華，肖紅艷，等.油菜菌核病的發生與防治研究進展[J].南方農業學報，2012，43（4）：467-471.

[3] 劉小紅，張紅梅，張紅偉，等.抗除草劑轉基因玉米研究[J].西南農業學報，2007，20（1）：53-57.

[4] 荊紹凌，孫志超，代玉仙，等.細胞工程在玉米種質改良中的應用[J].農業與技術，2009，29（2）：19-21.

[5] 楊靜玲.生物工程的現狀及發展[J].中小企業管理與科技，2009（6）：119.

[6] 王敬國.植物營養的土壤化學[M].北京：中國農業科技出版社，1995：34-60.

[7] 陳國祖.微生物及其在農業中的應用[M].石家莊：河北人民出版社，1980：1-184.

[8] 黃秀梨.微生物學[M].北京：高等教育出版社，1998：194-218.

[9] 王素英，陶光燦，謝光輝.我國微生物肥料的應用研究進展[M].北京：中國農業科技出版社，1996：161-165.

[10] 葛誠.微生物肥料生產應用基礎[M].北京：中國農業科技出版社，2000.

篇8

關鍵詞：發酵工程；實驗教學；改革

中圖分類號：TQ92-4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-0432（2013）-01-0181-1

發酵工程是針對生物技術及應用和生物制藥技術專業學生開設的重要的專業核心課程，是一門應用性和實踐性很強的課程[1-4]。實驗在發酵工程教學中占有非常重要的地位，我們一直把本課程實驗教學部分作為我們教學的重點，近幾年，根據我們的實踐教學經驗，對這門課程的實驗教學內容、考核方式進行初步的探索，形成了我們學校實驗教學的特色，主要目的在于提高了學生的實踐能力和分析問題解決問題的能力，讓學生在有限的時間內掌握發酵相關實踐技能，從而培養創新型、綜合型人才。

1 對實驗教學內容進行改革，強化學生實訓能力培養

1.1 與生產實際相結合，優化實驗內容

發酵工程是一門應用性很強的課程，需要理論與實踐的密切聯系，對學生將來的就業影響深遠，而且生命科學領域的新知識、新技術的不斷涌現，課程更新速度很快[5]。因此，為了培養學生的創新能力和動手能力，我們對實踐教學內容進行了改革，增加實踐教學內容的學時，2008版教學大綱內容實驗學時為32學時，2011版教學大綱加大了實驗教學內容的比例，實驗學時增加到60學時，實驗內容改革前只包括液體發酵部分，改革后增加了固體發酵部分和檢測部分，并把實驗內容按照理論教學內容進行了整合，改革前由四個實驗項目，改革后由八個實驗項目組成，包括固體發酵和液體發酵整個過程，有利于學生從整體觀念出發，強化學生實訓能力培養，強化學生職業素質培養，縮短校內實訓和校外頂崗實習的距離。

1.2 堅持以人為本，層次安排實驗內容

發酵工程是一門實踐性強的課程，因而實踐教學在發酵工程教學活動中非常關鍵。將發酵實驗按照理論課發酵工藝工程這個主線整合為菌種選育，無菌發酵、發酵產物的收集鑒定、發酵液中的各項指標進行檢測到工廠發酵工藝模型的設計，從實驗室研究擴大到工廠生產規模的設計，然后固體發酵、固體發酵產物的測定，共八個實驗項目，通過這八個實驗項目訓練按照基礎、綜合、創新三個層次編制實驗內容，提供了一個寬廣的平臺供學生學習，提高學生探索實驗能力，增加學生對實驗課的興趣，使學生在探索中不斷學習，從而達到教學目的，經過改革后，通過對學生的調查，學生興趣濃厚，教學效果較好。

2 改革考核方式

實驗成績總分100分，占發酵工程課程成績的40%，由平時成績、實驗報告、實驗考核三部分組成，平時成績包括每次實驗學生的出勤情況、在實驗過程中對關鍵步驟的操作情況、學生在操作過程中的紀律和安全衛生等內容組成，平時成績占實驗總成績的30%；實驗報告包括實驗報告書寫質量，實驗結果的計算分析情況，實驗總結和反思三部分組成，占實驗總成績的40%；實驗考核占總成績的30%，實驗考核是對整個發酵工程實驗部分，需要學生掌握的重點操作部分，或關鍵的儀器設備的操作情況進行考核，例如：作為發酵工程實驗中的重要設備發酵罐，對學生進行仿真訓練，使學生能夠正確的拆卸和安裝發酵罐，并對發酵罐的各種電極要熟悉掌握，通過對發酵罐進行考核，可以提高學生對發酵罐熟悉掌握。總之，通過考核進一步強化學生的動手操作能力和對實驗的掌握情況。以上實驗考核方式對學生公平、公開、公正進行，不斷調動學生學習的積極性，改善學風，提高學生實驗動手能力和學生綜合素質。

3 結語

總之，對發酵工程實驗教學內容和考核方式進行改革后，大大的提高了學生學習的積極性，通過發酵過程實驗課對學生的訓練，不但提高了學生的實踐動手能力，而且學生設計實驗的能力和對實驗的創新能力，也有了進一步的提高。經過改革后，我校的發酵工程實驗已形成較好的科學體系，形成了具有我校特色的發酵工程實驗教學體系。在今后的實驗教學過程中，我們還會根據學生的實際情況進行探索和完善，以提高學生的綜合素質為目的，使發酵工程教學真正達到培養創新型、綜合型人才的目的。

參考文獻

[1] 張惠玲，方海田.教學與實踐相結合的改革與探討——發酵工程教學與實踐[J].實驗室研究與探索.2007/26（1）：8-11.

[2] 陳堅.發酵工程實驗技術[M].北京：化學工業出版社，2003.

[3] 賈士儒.生物工程專業實驗[M].北京：中國輕工業出版社，

2004.

篇9

[關鍵詞]校企共建工程中心 生物技術實踐教學

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）01-0135-03

黑龍江八一農墾大學生物技術專業是在農業微生物實驗室的基礎上建立的，曾三次被評為黑龍江省普通高校重點建設專業。該專業經過多年發展，培養了大量社會所需的生物技術人才，與社會聯系廣泛，社會聲譽逐步提升，專業建設能密切聯系本地經濟社會發展，在與相關產業和領域的合作方面有良好的機制與途徑，畢業生廣泛受到用人單位的歡迎，歷年初次就業率就達到85%以上。

經過多年的建設，生物技術專業的培養體系已較為成熟，但生物技術的迅猛發展，新知識、新技術的不斷涌現，對生物技術人才培養的質量提出了更高的要求。因而，生物技術專業人才培養目標、思路及方案的制訂要充分考慮學校的優勢、就業需求和未來發展的需要，要站在學科前沿，緊盯生物技術專業的發展趨勢，適度超前，培養在幾年乃至若干年之后，仍為社會所需要的人才。[1]本文依托黑龍江省寒區農業廢棄物資源化綜合利用工程技術研發中心這一平臺，對生物技術專業的實踐教學模式進行初步探索、研究。

一、生物技術專業實踐教學存在的問題

我校生物技術專業的學生實踐能力的提高主要通過以下幾個層次進行：首先是基礎課實踐能力培養，主要是通過生物基礎、生物化學、分子生物學、細胞生物學、微生物學、免疫學和遺傳學課程的實驗與生物基礎課的野外實習得到初步的鍛煉；其次是在學習基因工程、發酵工程及設備、細胞工程、生物工程下游技術等專業課程中的實驗及實習得到進一步的訓練，主要涉及一些專業基本技術的培養；最后就是本科畢業論文的設計、研究及畢業實習。但在實踐能力培養過程逐漸發現存在諸多問題。

（一）實驗課內容陳舊重復

實驗教學是培養學生實踐能力的重要環節。生物技術是21世紀發展最快的學科，生物技術的研究內容、方法及設備日新月異。為了適應生物技術的發展，實驗教學要不斷地革新。而我校由于師資力量條件的限制，儀器設備年更新率不足5%，致使有些課程的實驗內容無法更新。比如，發酵工程及設備的實驗有3個：豆醬的生產、酸奶的發酵和固定化酵母細胞及酒精的生產，實驗內容仍舊停留在20年前的水平。而發酵工程及設備、酶工程兩門課程均有固定化細胞的實驗內容，基因工程、分子生物學也存在實驗內容重復的問題。實驗課內容的陳舊及重復，使培養的學生不能適應社會的發展，競爭力不強。

（二）課程實習實施效果良莠不齊

生物技術專業的課程實習主要涉及三門課，一是生物學基礎，在帽兒山進行為期1周的標本采集及鑒定實習，該課程的實習由學生直接參與，加之有豐富經驗的老教師帶隊，歷年實施效果較好，得到學生歡迎。另兩門是發酵工程及設備、生物工程下游技術專業課，也均有1周的課程實習，但該兩門課程的實習均是采用參觀實習的形式，由于該部分的實習均是參觀發酵車間，噪音大，學生聽不清楚，學生在實習過程中走馬觀花，預計的實習時間很難達到，存在著實習實際學時達不到理論學時及實習效果差的問題。另外，發酵車間均大同小異，選擇參觀好幾個發酵工廠，學習效果差異不大，學生通過實習學到的知識量少。

（三）畢業論文研究不能有效提高學生的動手和創新能力

學生是在指導教師的指導下進行畢業論文的設計、實施和撰寫，畢業論文的完成可以培養學生的創新能力和實踐能力。但目前存在著老師指導學生數量過多的現象，有的老師會指導10名左右本科生；同時需要老師填寫及督促、檢查學生完成的表格有選題執行情況統計表、指導教師情況統計表、教師工作總結、畢業論文執行情況檢查表、中期檢查表、工作進度表、教師指導記錄表、工作日志、學生工作總結和優秀論文推薦表等，這些均加重了老師的工作量，使老師平均指導每個學生的精力減少，不可避免地造成學生畢業論文完成質量不高的問題。

（四）畢業實習實施困難

教學計劃中安排學生在第八學期的1至15周進行畢業實習，是將四年所學的理論和實踐相結合的重要階段，可促進學生基本理論、基本知識、基本技能的融會貫通，提高學生運用知識解決問題的能力。而目前就業的嚴峻形勢、學校對就業率的要求使學生不能安心去實習，因為利用實習階段去找工作的學生較多，而學院為了完成就業的任務，也放松了對畢業實習的管理。另外，長期的教學實踐表明，由于學生的動手能力差，學生進入實習單位后不能很快適應角色，用人單位也不愿意接收實踐能力不強的學生。

二、工程中心建設的實踐條件

寒區農業廢棄物資源化綜合利用工程技術研發中心依托單位為黑龍江八一農墾大學，共建單位為哈爾濱世宏環保工程有限公司。中心目前擁有包括35L-500L-1000L發酵系統、厭氧操作臺、大型高速離心機、凝膠成像系統、高分辨率顯微鏡、蛋白質純化系統、高效液相色譜等儀器設備100多臺套，價值500多萬元。中心學術帶頭人王偉東教授目前為國家“十一五”科技支撐計劃項目首席專家、黑龍江省“十一五”重大科技攻關項目首席專家、黑龍江省普通高校新世紀優秀人才、黑龍江省杰出青年基金獲得者。研究團隊多年來在木質纖維素的微生物分解與轉化、畜禽糞便和秸稈資源化處理生產生物有機肥、沼氣發酵技術與工程和秸稈微生物發酵生產飼料技術等方面取得了眾多的研究成果。

共建企業哈爾濱世宏環保工程有限公司是一家環保工程設計及施工、農林廢棄物及污水處理的生物技術與生物質能源工程公司。公司涉及農業廢棄物處理、環境污染（水、氣、固體廢棄物）防治厭氧處理工程、大型沼氣發電工程、發酵料液制肥工程、環保設備集成、環保產品、環境工程等諸多方面。公司自成立以來，完成了雞西市梨樹區堿廠村、阿城濱圣養殖基地、通河龍口等多處大型沼氣工程。公司通過多起大型沼氣工程的建設，具備了豐富的建設經驗，能夠承擔大型沼氣工程的建設與機械設備的開發、安裝、調試等工作。公司不僅致力于沼氣工程的建設工作，還致力于先進技術的開發與利用，開展畜禽糞便堆肥化、生物質能源工藝技術及相關工程設備研發、技術熟化、成果轉化、技術服務等。

三、依托工程中心的實踐教學改革措施

（一）優化實驗課設置，整合實驗內容

針對實驗教學過程中存在的問題，參考國內高校生物技術專業課程實驗的設置進行實驗項目的整合，把重復的內容進行了歸類，開設新的實驗項目。每門課程的實驗內容、方法及目的均由授課教師進行開會論證，參與者為生物技術專業所有的授課教師及學院主管領導，特別邀請共建企業技術人員進行指導，對實驗課的開設實行嚴格的論證，并對有些課程的實驗進行了整合，形成一門課程：生物技術綜合大實驗課程，總學時為40學時，在第六學期開課；教學內容主要是融會貫通生物與分子生物學、微生物學、發酵培養的實驗技能，綜合考慮學校的教學條件及今后進入企業進行實習的要求開展實驗；教學方式采用學生自行查閱資料、設計方案，由指導老師對實驗方案修正后實施。

（二）調整專業課程實習為生產實習

鑒于專業課程實習與畢業實習存在的諸多問題，對生物技術的教學計劃進行修訂，保留了生物基礎課程實習，取消了專業課程實習，在第五學期的開學之初增加4周的生產實習，主要是進入發酵企業進行頂崗實習。為了讓學生能在實習單位盡快適應生產單位的條件，充分利用工程中心擁有的發酵設備條件，在工程中心進行1周的操作訓練后分散進入實習單位，如大慶志飛生物化工有限公司、肇東日成酶制劑廠、大慶華理能源生物技術有限公司等10多個企業，采用學校教師與企業技術人員共同指導負責制對學生的實習進行指導和管理。

（三）建設“多師結構”的實踐教師教學團隊

在培養理論與實踐兼備教師方面，我院進行了有益的探索。[5]為了進一步提高教師和學生的實踐能力，本科畢業論文的指導教師打破完全由教師承擔的制度，采用企業技術人員和教師共同指導方式。一方面減輕老師的工作量，另一方面研究的課題在一定程度上也解決了企業的一些問題，同時學生的綜合能力也得到了提高。

（四）鼓勵學生依據工程中心的條件申請創新訓練項目

為推進創新創業人才培養模式改革，強化學生創新創業能力訓練，進一步提升大學生的創新能力和創業能力，培養適應創新型國家發展戰略需要的高水平創新人才，我省及學校從2012年起設立創新訓練項目、創業訓練項目和創業實踐項目。獲批省級項目，學校支持8000元/項；獲批校級項目，學校支持5000元/項。鼓勵學生利用工程中心的條件進行創新訓練項目申請，申請成功后，工程中心將依據項目的內容提供實驗條件。

四、人才培養效果

實驗課程整合后，改變了以往以小的實驗為主，實驗內容簡單，僅僅為理論中某一知識點驗證的弊端，將有相關的知識內容有機地結合在一起，對學生系統掌握理論知識起到了很好的詮釋作用。生產實習的安排在解決了專業課程實習僅是參觀而得不到實際鍛煉的問題的同時，還為更好地開展畢業實習奠定了基礎，在此過程中工程中心起到了良好的銜接作用。“多師結構”的實踐教師教學團隊使學生的畢業論文質量得到了進一步提高，解決實際問題的選題內容比例增加。2009級畢業生選題中，針對實際問題的選題占32.4%，雖然比例還不是很高，但比2008級畢業生增加了近10%。2009級畢生中有15人參加到創新研究項目中，有5人次獲得優秀畢業論文，投稿論文3篇。

五、結語

生物技術專業結合校企共建工程中心進行了一些可提高學生實踐能力的教學改革，充分調用工程中心的各種資源，讓生物技術專業學生在工程中心中可以體驗不同的角色，獲得不同的經歷，接受多種熏陶，打造學術型和應用型人才培養并舉的育人平臺，將學生、指導教師團隊、工程中心、企業現場融入生物技術人才培養體系當中，構建“四位一體”的實踐教學模式。研究雖然取得了一定的效果，但阻礙實踐教學能力提高的因素還有很多，諸如限制實驗項目更新的儀器設備、畢業論文中流于形式的一些表格填寫、畢業實習與就業矛盾的解決等問題，還需要主管部門的認真思考，提出合理的解決方案。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 王彥杰，韓毅強，晏磊，等.生物技術專業“落地人才”培養模式的探索與實踐[J].安徽農學通報，2012（5）：150-151.

[2] 王洪振，于長春，郝錫聯，等.生物技術專業本科實踐教學的改革成實踐[J].吉林師范大學學報（自然科學版），2010（1）：113-115.

[3] 趙琦，茍小軍.地方高校生物技術類專業實踐教學改革[J].實驗科學與技術，2013（2）：56-58.

篇10

[關鍵詞]微生物；發酵工藝；工藝優化；培養基；培養條件

中圖分類號：Q939.9 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）22-0336-01

1 微生物發酵概述

生物發酵工程的概念較多，現代意義上關于生物發酵工程的理解為：在合適的pH酸堿度值、陽光照射度、培養基等條件上，利用微生物的一些特點，并借助一些現代工程技術對微生物進行生產，從而培育出一些能夠滿足人類進行生產活動的物質，或是將微生物用于現代工業生產的一種技術體系。

微生物發酵過程的優化控制可以分為過程模型和控制策略。發酵過程建模如機理分析建模、黑箱建模和混合建模近年來都得到了快速的發展，而優化控制策略方面的研究內容與成果有：基于線性化近似的經典優化控制、基于非線性系統理論的優化控制以及基于人工智能技術的優化控制等。微生物發酵過程控制技術的優化決定著發酵工程的質量與效益。傳統的發酵工程過程為了快速提高發酵生產率與發酵水平，發酵過程更側重于菌種的篩選和改造上。隨著生物科學技術的發展，基因工程與代謝工程研究領域都出現了長足的進步與發展，利用基因重組與誘發等技術可以實現高產菌株普遍生產。但只有通過發酵過程的優化控制，才能實現產品質量最高、生產力最大、成本消耗最低的生產過程，因此對微生物發酵過程的優化控制成為發酵工程中研究人員日益關注的焦點。

2 存在的現狀

現階段，微生物發酵工程面臨的一大問題是自動化控制問題。為了順利解決該難題，首先應對微生物的不同特點有充足的了解。在科學技術快速發展的背景下，人們了解微生物的方式已經發生了改變，已經由原來的借助微生物形態進行表面認識，轉變為對復雜生物學與細胞調節等方面。然而，微生物細胞較復雜，這使得生物發酵工程也變成了一類重復性差、高度非線性、慢性變、復雜的生化過程。因此，在研究過程中，不可僅從表面對生物發酵過程進行分析，而根據檢測得到的過程參數對生化發酵過程進行詳細分析。一般來說，檢測的過程參數主要包括物理參數、生物參數與化學參數這幾類。

3 生物發酵過程的在線檢測與控制技術進展分析

微生物發酵過程屬于一種生化反應過程，主要是為了促進最終產物利用率的提升，確保微生物生長環境的舒適度。在舒適、適宜的環境中，有利于微生物進行有效的生長代謝，并能實現對微生物發酵過程的在線檢測與控制，從而提升微生物發酵產品的利用率，發揮其最大作用。具體來說，主要包括以下幾個方面。

（1）電機攪拌熱、冷卻水溫度、微生物發酵熱等因素，均可能影響發酵的溫度。此外，發酵罐體積大小，也會在一定程度上影響發酵溫度的控制。如果發酵罐的體積較大，往往會采用冷卻水或發酵溫度為主回路的串級控制方式；如果是體積較小的發酵罐，多采用冷卻水流量、發酵溫度為主的簡單回路控制方式。

（2）在微生物發酵過程中，生物發酵也會受溶解氧濃度的控制情況影響。然而，現階段國內對該方面的研究較少，僅限于了解到哪些因素會對溶解氧濃度產生影響。目前，影響溶解氧濃度的因素主要有：供給的空氣量、發酵罐本身的壓力、攪拌槳的轉速及形狀。

（3）在微生物發酵過程，pH酸堿度值也是影響在線檢測與控制的一個重要因素[4]。若pH酸堿度值過高或過低，微生物的生成及代謝過程都會發生變化，故必須保證酸堿度值得合適。若發酵液的酸堿度為強酸性，可通過加氧水的方法弱化其酸性；若發酵液濃度為強堿性，可通過加糖的方式弱化其堿性，調節發酵液的酸堿度，直至合適。

（4）消泡控制也是影響生物發酵工程的一個重要因素。發酵前，微生物的生長往往較旺盛，而此時若加滿液料，并將攪拌槳馬達最大速度啟動，空氣通入量也加到最大，很容易導致發酵液上浮的現象，最終發生逃液現象。若發生該類情況，一般會采用雙位式控制方法進行處理，可取得較好的效果。

（5）在生物發酵過程中，補料控制也是影響發酵的一個重要因素。在發酵的進行狀態中，微生物生成代謝也會在半連續式發酵過程的變化情況下發生相應的改變。所以，在這過程中，應該連續不斷地為生物補充營養成分，保證微生物能夠按優生物軌跡生長，才能促進微生物代謝產物產量的提升。

不同于物理、化學反應，生物過程反應速度相對較慢，反應物質、產物濃度等的轉化率也不高。若要解決上述問題，工業微生物學通常是從兩個方面入手：（1）正確選育或改良菌種，提高發酵菌種的優良性；（2）對培養條件進行合理控制，為生產出更好的目標產物創造條件。從某種程度上看，通過控制與優化發酵過程，能夠將生物過程較好地控制在一種優化的操作環境或條件下，被認為是促進生產力提升的有效措施或捷徑之一，具有非常重要的意義。因此，在發酵過程中，相關人員必須重視對發酵過程的線檢測與控制，力將發酵環境或操作條件控制在一個較理想的狀態下，為進一步提升生產水平提供強大的技術支持。

4 微生物發酵過程的優化控制策略

4.1 基于線性化近似的經典優化控制

基于“極大值原理”經典的優化控制方法在早期發酵過程優化控制中應用較為廣泛。在發酵過程狀態空間描述中利用極大值原理以及迭代法可以實現發酵的最優實施效果。極大值原理方法適用于比較復雜的發酵過程控制對象，但極大值原理只能得到開環控制，當發酵過程中的計算量較大時，僅能對少數過程制定出優化曲線，忽視了環境因素對系統的干擾。相關研究人員后來將極大值原方法融入理變量方法，得到最佳的變量優化曲線，控制效果較好，但是還沒有達到理想的實驗精度與簡便性；發酵過程的建模質量對經典優化控制的發展產生了很大程度的影響。

4.2 基于人工智能技術的優化控制

利用計算機科學技術結合人工智能理論對發酵過程進行優化控制成為近幾年的發酵過程研究的熱點，人工智能技術能突破很多復雜的系統問題，主要包括專家控制、神經網絡控制等。利用智能方法對發酵過程進行優化控制，在研究與仿真中呈現出優良的效果。研究人員建立了基于乙醇生產的專家系統，實現了乙醇發酵過程的發酵單元的檢測，系統的誤差非常小，系統的穩定性也得到了提高。但智能控制方法在模擬活動時仍存在局限性，神經網絡控制對于網格結構的確定具有不可控性，因此智能方法交叉成為目前急需研究的發酵控制的技術問題。

5 結論

隨著科技的不斷進步以及生物技術水平的持續提升，微生物發酵技術已經得到了非常廣泛的發展，除了在農業與工業方面獲得了廣泛的應用外，其在醫藥領域的應用更加值得期待。利用微生物發酵技術可以有效地解決許多正常生產不能夠解決的難題。合理運用微生物發酵技術，并對發酵工藝進行持續地優化與改進，可以有效地提升生產效率，推動發酵工程技術不斷前進與健康發展，從而擴大微生物發酵在各領域的應用價值。？

參考文獻

[1] 張文芝，郭堅華.微生物發酵工藝優化研究進展[J].？廣東農業科學，2013，（6）.

[2] 董昌健.對如何推動微生物發酵工藝優化的研究[J].？吉林農業，2013，（10）.